ESTUDIO DE LA DEGRADACIÓN DE CÉLULAS DE PEROVSKITA HÍBRIDAS DE HALURO EN CONDICIONES REALES DE OPERACIÓN

Abstract

Este Trabajo de Fin de Grado se enmarca en el contexto del desarrollo de tecnologías fotovoltaicas emergentes, centrándose en el estudio de la degradación de células solares de perovskita. Esta tecnología representa una alternativa prometedora a los dispositivos basados en silicio debido a su potencial de fabricación a bajo coste, alta eficiencia y gran versatilidad. Al formar parte de la tercera generación de células solares, su correcta caracterización bajo condiciones reales de operación resulta clave para su futuro despliegue comercial. El objetivo principal del proyecto ha sido evaluar la degradación de una célula solar de perovskita híbrida de haluro, de arquitectura invertida y encapsulada, que fueron fabricados por el investigador Damian G¿owienka (Universidad de Gdansk). Estructuralmente, los dispositivos empleados se basan en una arquitectura invertida tipo p-i-n, integrando una perovskita de triple catión como capa activa y materiales de transporte selectivos tanto para electrones (ETL) como para huecos (HTL). El ensayo de envejecimiento se llevó a cabo aplicando el protocolo estandarizado ISOS-O-2, que supone el envejecimiento del dispositivo en el exterior. Esto exige la exposición directa a condiciones ambientales reales; para ello, las muestras se ubicaron en un soporte fijo inclinado 30º respecto a la horizontal y con orientación sur. Esta metodología ha permitido estudiar el efecto simultáneo de la irradiancia natural, la temperatura y los cambios meteorológicos propios del entorno. Al inicio del experimento, se realizó la caracterización del estado prístino de las células en el interior del laboratorio mediante un simulador solar. Estas pruebas iniciales englobaron el análisis en corriente continua a través de curvas J-V, y en corriente alterna mediante espectroscopía de impedancia. A lo largo del periodo de exposición en el exterior, se monitorizó continuamente la evolución de cada dispositivo registrando curvas I-V cada 10 minutos. De forma periódica, las muestras se trasladaron al laboratorio para realizar las mismas caracterizaciones, con el fin de comprender la dinámica de sus fenómenos de degradación. En definitiva, este trabajo ha logrado identificar los principales mecanismos de degradación implícitos en una célula solar de perovskita. Los resultados obtenidos refuerzan la necesidad de optimizar la estabilidad química e interfacial de las capas activas y selectivas para su funcionamiento en el exterior. De este modo, los conocimientos adquiridos contribuyen al desarrollo de dispositivos fotovoltaicos basados en perovskita más resistentes y duraderos.